Теория - электронный газ
Cтраница 1
Теория электронного газа хорошо объясняла такие особенности металлов, как электропроводность ( феномен перемещения электронов под действием разности потенциалов), металлический блеск, ковкость, пластичность. Однако эта теория не могла быть использована для количественного описания теплоемкости металлов. [1]
По теории электронного газа явление Пельтье объясняется следующим образом. Для одного из - спаев движение электронов, порождаемое внешней электродвижущей силой, совпадает с тем, которое порождается разностью давлений электронного газа, в другом спае они противоположны. Таким образом, разность давлений электронного газа в первом спае содействует движению электронов как носителей, тока, ускоряя их движение. Энергия, затрачиваемая на это ускорение, получается за счет внутренней энергии места спая; в связи с этим температура спая понижается. Во втором спае разность давлений электронного газа противодействует движению электронов, как носителей тока; в этом спае внешний источник электроэнергии затрачивает дополнительную работу, направленную на преодоление указанной разности давлений, вследствие чего температура спая повышается. [2]
Из теории электронного газа в металлах нетрудно получить и более развернутую формулу термоэлектродвижущей силы. [3]
По теории электронного газа явление Пельтье объясняется следующим образом. Для одного из спаев движение электронов, порождаемое внешней электродвижущей силой, совпадает с тем, которое порождается разностью давлений электронного газа, в другом спае они противоположны. Таким образом, разность давлений электронного газа в первом спае содействует движению электронов как носителей тока, ускоряя их движение. Энергия, затрачиваемая на это ускорение, получается за счет внутренней энергии места спая; в связи с этим температура спая понижается. Во втором спае разность давлений электронного газа противодействует движению электронов как носителей тока; в этом спае внешний источник электроэнергии затрачивает дополнительную работу, направленную на преодоление указанной разности давлений, вследствие чего температура спая повышается. В итоге спаи, имевшие одинаковую температуру, приобретают под действием тока температуры тем более различающиеся, чем больше величина тока; причем когда ток совпадает по направлению с тем током, который возник бы при нагревании данного спая, то этот спай охлаждается. [4]
Впервые задача об устойчивости возникла 8 теории электронного газа, когда для вырожденного фер-ми-газа с 6-образным потенциалом отталкивания Овер-хаузер [5, 6] получил решение, отличающееся по энергии от обычного решения плоской волны. [5]
Электронно-статистическая модель двойного электрического слоя, использующая теорию неоднородного электронного газа металла, дает возможность с единых позиций описать механизм возникновения скачка потенциала, а также такие характеристики ДЭС, как емкость и поверхностное натяжение в достаточно хорошем согласии с экспериментом. Показано, что предпочтение из поляризационного и электронного вкладов в энергию ДЭС должно быть отдано второму. Однако решение вопроса о вкладе поляризационных мод не доведено до логического завершения и осуществлено лишь на качественном уровне. Необходим анализ взаимодействий на микроскопическом количественном уровне. [6]
При сравнении экспериментально полученного дисперсионного соотношения для поверхностного плазмона с результатами теории полубесконечного электронного газа надо учитывать по крайней мере два фактора: а) дисперсионное соотношение для тонкой пленки сложнее, чем для свободной поверхности [23, 24], так как имеет место интерференция между двумя поверхностями пленки; б) при вычислении дисперсии поверхностного плазмона нужно учитывать детальный ход концентрации электронов у поверхности металла. [7]
Этот вопрос был впервые количественно исследован в 1927 г. Зоммерфельдом, которому принадлежит заслуга восстановления друдевской теории электронного газа в модернизованной квантовой форме, свободной от противоречий старой теории. Основное из этих противоречий, как уже отмечалось выше, заключалось в несоответствии между ролью, играемой свободными электронами в теплопроводности металла ( для чего число их должно быть сравнимо с числом атомов), и отсутствии заметного влияния на теплоемкость, для чего число их, согласно классической статистике Максвелла, должно быть очень мало по сравнению с числом атомов. [8]
Таким же путем было выведено хорошо известное из опыта соотношение между теплопроводностью и электропроводностью металлов. Теория электронного газа в металле была далее развита Лорентцем, применившим к описанию его свойств классическую статистику, из которой, в частности, следовало, что при тепловом равновесии скорости электронов в металле распределены по максвелловскому закону. [9]
Для объяснения высокой электропроводимости металлов была предложена модель, согласно которой в кристаллической решетке металла имеются свободно движущиеся электроны, проявляющие себя в междоузлиях кристаллической решетки подобно молекулам газа. Таким образом, теория электронного газа не может объяснить причин проявления металлом ряда свойств. [10]
При образовании водородного атома на поверхности металла в результате разряда протона электрон должен иметь эту величину кинетической энергии. Расчет с помощью уравнений теории электронного газа в металле показывает, что кинетическая энергия электронов в металле значительно меньше кинетической энергии электронов в невозбужденном атоме водорода. Поэтому трудно себе представить непосредственное образование невозбужденного водородного атома на поверхности электрода. [11]
Первая часть настоящего раздела посвящена методам теории возмущений для многофермионных систем и специально формуле Брукнера - Голдстоуна [ 11 для энергии основного состояния. Во второй части рассматривается применение этих методов в теории квантового электронного газа, в задаче металлического водорода и при расчете энергии сцепления в щелочных металлах и их смесях. [12]
Первая часть настоящего раздела посвящена методам теории возмущений для многофермионных систем и специально формуле Брукнера - Голдстоуна [1] для энергии основного состояния. Во второй части рассматривается применение этих методов в теории квантового электронного газа, в задаче металлического водорода и при расчете энергии сцепления в щелочных металлах и их смесях. [13]
Стадия реакции, обусловливающая обратную связь - тупиковая в механизме реакции. Обратная связь, проявляющаяся как влияние промежуточного вещества в тупиковой стадии на состояние катализатора ( энергию активации по крайней мере одной стадии реакции), объясняется изменением энергии связи катализатор - адсорбированный реагент, например в рамках теории электронного газа, или перестройкой поверхности катализатора ( перегруппировка и образование новых граней, реконструкция поверхности), что было подтверждено экспериментально специальными физическими методами. [14]
 |
Решетка из ионов металла в электронном газе. [15] |
Страницы: 1 2